العلماء يكتشفون انبعاثا راديويا يشبه الشفق القطبي فوق البقع الشمسية الباردة

تمكن علماء الفلك من إجراء مراقبة راديوية مفصلة لعرض غير عادي يشبه الشفق القطبي يحدث على ارتفاع 40 ألف كيلومتر فوق رقعة مظلمة وباردة نسبيا على الشمس، تسمى البقع الشمسية.

ويقول الفريق من مركز أبحاث الطاقة الشمسية والأرضية التابع لمعهد نيوجيرسي للتكنولوجيا (NJIT-CSTR) إن الانبعاثات الراديوية الجديدة تشترك في خصائصها مع الانبعاثات الراديوية الشفقية التي تُرى بشكل شائع في الأغلفة المغناطيسية الكوكبية، مثل تلك الموجودة حول الأرض والمشتري وزحل، بالإضافة إلى بعض النجوم منخفضة الكتلة.

.@SijieYu1203 et al. have uncovered prolonged radio emissions above a sunspot, akin to those seen in the polar regions of planets and certain stars. This revelation has the potential to reshape our understanding of these intense stellar radio bursts. https://t.co/SNoSfSofzvpic.twitter.com/Vh6LqG1hQp

— Nature Astronomy (@NatureAstronomy) November 13, 2023

What makes this aurora-like emission so intriguing?https://t.co/uqcznlFajR

— Tech Times (@TechTimes_News) November 14, 2023

ويقدم هذا الاكتشاف رؤى جديدة حول أصل مثل هذه الانفجارات الراديوية الشمسية المكثفة، ومن المحتمل أن يفتح آفاقا جديدة لفهم ظواهر مماثلة في النجوم البعيدة ذات البقع النجمية الكبيرة، وفقا للمؤلف الرئيسي للدراسة وعالم الفلك في مركز أبحاث الطاقة الشمسية والأرضية التابع لمعهد نيوجيرسي للتكنولوجيا، سيجي يو.

وقال يو: "لقد اكتشفنا نوعا غريبا من انفجارات الراديو المستقطبة طويلة الأمد المنبعثة من البقع الشمسية، والتي استمرت لأكثر من أسبوع. وهذا يختلف تماما عن الانفجارات الراديوية الشمسية النموذجية العابرة التي تدوم عادة دقائق أو ساعات. إنه اكتشاف مثير لديه القدرة على تغيير فهمنا للعمليات المغناطيسية النجمية".

وتحدث عروض الضوء الشفقي الشهيرة التي يمكن رؤيتها عبر سماء المناطق القطبية للأرض، مثل الشفق القطبي أو الشفق الأسترالي، عندما تزعج الأنشطة الشمسية الغلاف المغناطيسي للأرض، ما يسهل هطول الجسيمات المشحونة إلى المنطقة القطبية للأرض حيث يتقارب المجال المغناطيسي، و يتفاعل مع ذرات الأكسجين والنيتروجين الموجودة في الغلاف الجوي العلوي. وبتسارعها نحو القطبين الشمالي والجنوبي، يمكن لهذه الإلكترونات أن تولد انبعاثات راديوية مكثفة بترددات تبلغ نحو بضع مئات كيلوهرتز.

ويقول فريق يو إن الانبعاثات الراديوية الشمسية المرصودة حديثا، والتي تم اكتشافها في منطقة واسعة من البقع الشمسية تتشكل مؤقتا حيث تكون المجالات المغناطيسية على سطح الشمس قوية بشكل خاص، تختلف عن العواصف الراديوية الشمسية النموذجية المعروفة سابقا، من الناحيتين الطيفية والزمنية.

وأوضح: "يشير تحليلنا المكاني والطيفي والزماني إلى أنها ترجع إلى انبعاث ميزر الإلكترون السيكلوتروني (ECM اختصارا، وهو عملية تولد إشعاعا متماسكا من البلازما)، الذي يتضمن إلكترونات نشطة محاصرة داخل هندسة المجال المغناطيسي المتقاربة. وتوفر المناطق الباردة والمغناطيسية المكثفة للبقع الشمسية بيئة مواتية لحدوث انبعاث ميزر الإلكترون السيكلوتروني، ما يرسم أوجه تشابه مع القمم القطبية المغناطيسية للكواكب والنجوم الأخرى، وربما يوفر نظيرا شمسيا محليا لدراسة هذه الظواهر".

وعلى عكس الشفق القطبي للأرض، تحدث انبعاثات الشفق القطبي للبقع الشمسية بترددات تتراوح من مئات الآلاف من الكيلوهرتز إلى ما يقارب مليون كيلوهرتز، وهي نتيجة مباشرة لكون المجال المغناطيسي للبقع الشمسية أقوى بآلاف المرات من المجال المغناطيسي للأرض.

وأضاف روهيت شارما، عالم من جامعة العلوم التطبيقية شمال غرب سويسرا (FHNW) ومؤلف مشارك في الدراسة: "تكشف ملاحظاتنا أن هذه الانفجارات الراديوية ليست مرتبطة بالضرورة بتوقيت التوهجات الشمسية. وبدلا من ذلك، يبدو أن نشاط التوهج المتقطع في المناطق النشطة القريبة يضخ إلكترونات نشطة إلى حلقات مجال مغناطيسي واسعة النطاق مثبتة في البقعة الشمسية، والتي تعمل بعد ذلك على تشغيل انبعاث راديو ميزر الإلكترون السيكلوتروني فوق المنطقة".

ويُعتقد أن "الشفق الراديوي للبقع الشمسية" يُظهر تعديلا دورانيا متزامنا مع دوران الشمس، ما ينتج ما يصفه يو بـ "تأثير المنارة الكونية".

وأشار يو إلى أنه "عندما تعبر البقعة الشمسية القرص الشمسي، فإنها تخلق شعاعا دوارا من ضوء الراديو، مشابها للشفق الراديوي المعدل الذي نلاحظه من النجوم الدوارة. ونظرا لأن هذا الشفق الراديوي للبقع الشمسية يمثل أول اكتشاف من نوعه، فإن خطوتنا التالية تتضمن تحليلا بأثر رجعي. ونحن نهدف إلى تحديد ما إذا كانت بعض الانفجارات الشمسية المسجلة سابقا يمكن أن تكون أمثلة على هذا الانبعاث الذي تم تحديده حديثا".

المصدر: phys.org